“中国数字人”系统在人体解剖实验教学中的应用

潘荣斌 李青 胡丽霞 熊自敏 侯吉华

摘 要[目的]探究“中国数字人”系统在人体解剖学实验教学中的应用。[方法]：将中药班69人随机均分为标本模型学习组及“中国数字人”系统+标本模型学习组，采用随堂测试及课后随机问卷调查的形式进行效果评价。[结果] ：成绩测试结果发现实验组平均成绩为76.44？.12，对照组成绩为67.71？.15，两组间成绩具有显著差异（P<0.05），实验组优秀、良好及中等人数比例明显高于对照组。[结论]：“中国数字人”系统对人体解剖学实验教学效果具有积极的促进作用，采用数字人与模型相结合模式，且使用数字人课时数与模型室学习课时数比例，为1：1时，知识点理解和掌握更加有效。

关键词 “中国数字人” 系统解剖学 实验教学

中图分类号：G420文献标识码：A

人体解剖学作为医学生学习最为重要基础课程之一，为其他基础医学和临床医学课程的学习，提供正常人体形态结构和发生发育规律的基础知识，以便更好地理解和分析人体的正常生理功能与病理变化，判断器官与组织的正常与异常，从而对急病做出正确的诊断和治疗。实验教学作为解剖教学的重要组成部分，对模型及标本的要求尤为突出。模型及标本具有直观性、具体性等众多优势，但与此同时，其也有较大的局限性，如占空间大，需要大量存储室存放;易损坏，同时损坏后受尸体限制，不易及时补充;空间限制严重，仅能在解剖实验室进行观察学习;器官间空间定位不易观察等。如何取得高效、形象实验教学效果的同时，解决标本、模型存在的局限性成为解剖实验教学探索的方向。

2014年我校批准资助建设化债资金项目-中国数字人解剖系统项目建设。建设成立两个中国数字人解剖实验室，室内包含152台电子计算机、多媒体设备及数字人解剖系统软件、数字人网络显微互动软件。“中国数字人”系统的引入，为解决解剖实验教学中标本、模型的限制提供了有利条件。

1中国数字人简介

“中国数字人”解剖系统是由山东易创电子有限公司研发，选用重庆第三军医大学人体断面解剖学课题组的数据（获 2007 年国家科技进步二等奖），通过计算机技术和图像处理技术，将人体断面数据信息在计算机里整合重建成人体的三维立体结构图像，数量约为2800个，为医学教学提供大量系统解剖学教学素材。数字人界面分为系统解剖学、断层解剖学、局部解剖学、解剖学微课及自主学习五个模块。在模块界面内，可形成三个展示区，分别为断层显示区域、三位显示区及目录结构区，三者相互关联，实现联动效果，三个区域中任意选择任意解剖结构，其他区域会动态调整，突出显示。系统可直接用鼠标操作，选择预观测结构，实现三维人体平移、缩放：使用鼠标或软云台可以对三维人体任意平移、放大或缩小;三维人体任意角度旋转：使用旋转工具可以任意调整三维人体角度;透明度调节：可以调节外层结构的透明度，以便观察内层结构;解剖结构的隐藏和显示：可以对任意解剖结构进行隐藏，通过隐藏工具可以实现剥离效果;解剖结构的着色：可以对任意解剖结构进行染色，以便突出显示;预置位存储：支持三维人体状态记忆，调用相应预置位可以快速找回先前存储过的三维人体状态。放大缩小、任意角度旋转、剥离、透明处理、单独显示、染色等多项操作。根据实际需要展示某器官构造，可自行拆分组合，制备实验教学课件。

2“中国数字人”在系统解剖学实验教学中的应用实践

2.1实践设计

以2016中药1班（72人）与中药2班（73人）作为实验对象，1班实验组、2班作为对照组，运动系统内容作为学习内容，在相同教学时间内，实验组在观测标本模型学习2课时，后转移至“数字人”虚拟仿真实验室操作“数字人”解剖系统2课时;对照组一直在标本模型室观察模型标本。布置相同教学任务：识别理论教学中运动系统各器官的名称、结构及特点。

2.2进行随堂测试

应用问卷星进行闭卷随堂测试，检测课程知识掌握效果。总成绩为100分，根据两班级测试后测试后成绩计算平均值。设定等级标准为≥90分为优秀，80-90分为良好，70-79分为中等，60-69分为及格，<60分为不及格。

2.3课后进行问卷调查

设计调查问卷，对上系统解剖学实验的学生进行“数字人”使用情况做初步调查（调查问卷见图1），针对：（1）在实验教学中，使用中国数字人系统占实验总学时比例方面;（2）解剖实验学习过程中，教学方式的认可度方面;（3）数字人系统运用教学，作用大小方面;（4）数字人应用中适应性问题等方面进行调查。

3结果

3.1随堂测试成绩

成绩测试结果发现实验组平均成绩为76.44？.12，对照组成绩为67.71？.15，两组间成绩具有显著差异（P<0.05），实验组优秀、良好及中等人数比例明显高于对照组（表1）。

3.2问卷调查结果

在不同随机发放调查问卷，发放问卷共145份，回收143份，有效答卷143份，经统计后发现，84.6%的學生使用过数字人，但学时各有差异，根据不同带教老师，时间分配不一;在使用过数字人的同学中，有70.25%同学认为数字人实验教学与标本模型教学并重，交叉学习解剖知识最有效的学习方式，较少同学愿意只看标本模型;有94.2%同学认为使用数字人对于解剖知识的理解是否有帮助很大，不仅有利于知识的理解，还能系统而整体的进行学习，在复习中亦有很好的效果;并有70%同学能够较快的适应数字人操作;对数字人课时数与模型室学习课时数比例，有93.3%的同学认为1：1学习更为有效。

4结论

“中国数字人”系统对人体解剖学实验教学效果具有积极的促进作用，采用数字人与模型相结合模式，且使用数字人课时数与模型室学习课时数比例，为1：1时，知识点理解和掌握更加有效。

5讨论

“数字人”系统以系统教学大纲要求，将人体分为运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、脉管系统、感觉器、神经系统及内分泌系统九大系统，且每个系统内各器官展示的知识要点内容完整，并加以标注。根据各器官功能特点，配置小动画加以辅助，增强趣味性的同时，也让所学知识点更易于理解和记忆。在解剖实验中，器官所在位置、毗邻关系及脉管神经走行一直是学习的难点。“数字人”系统通过对目标位置周围器官透明调节处理后，能有效的观测目标器官的空间位置及毗邻器官，借助剥离工具，加深对学习者对器官（特别是肌肉、神经等）结构层次关系。与此同时，在自主学习模块中，设有解剖理论学习及解剖标本练习题库（图示四），可进行自测，加深对知识点的掌握。

通过对运动系统实验教学随堂测试后，可以看出“数字人”对于当前大学生解剖学习更具有吸引力。采用“数字人”+模型标本的学习方式，在使用标本模型学习时，直观、具体的展现器官结构，借助“数字人”鼠标点击所需器官，拆分组合最小单元器官，形成特定系统展示，并出现相应文字说明，补充标本模型的不足。此外，数字人的出现，解决了标本展示时气味浓、占空间大、不易保存的问题，还可以发挥其不受空空间位置限制的优势，通过平台共享，实现在校学生随时、随地的自行学习。

“数字人”资源丰富，在解剖学教学中的应用仍需进一步挖掘，通过“数字人”解剖系统实验教学方法的在不断探索中趋于成熟，期望能推广应用至国内外各大高校的系统解剖学实验及理论教学中，且定会取得更加长远而显著的教学效果，而对于此种教学法是否对学生产生长期有利效应，今后的教学活动会不断的总结补充，以不断完善该种教学法的应用。

（通讯作者：侯吉华）

参考文献

[1] 张庆金，陈金绪，李桂成，等.数字人解剖系统在人体解剖学实验教学中的应用体会[J]. 右江民族医学院学报.2015，37（04）：649，658

[2] 黄翠微.“数字人”解剖系统在解剖学教学中的应用[J].大众科技，2016，18（206）：80-81.

[3] 傅舒，王洪志，张微，谭玉柱，张鹄.虚拟仿真技术在中医学实验教学中的实践与探索[J].成都中医药大学学报：教育科学版，2013（04）：13-14.